環(huán)氧丙烷生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種環(huán)氧丙烷生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)氧丙烷(P0)是非常重要的有機(jī)化工原料，是丙烯衍生物中產(chǎn)量僅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大有機(jī)化工產(chǎn)品，主要用于生產(chǎn)聚醚、丙二醇、異丙醇胺、非聚醚多元醇等，進(jìn)而生產(chǎn)不飽和聚酯樹脂、聚氨酯、表面活性劑、阻燃劑等，廣泛應(yīng)用于化工、輕工、醫(yī)藥、食品、紡織等行業(yè)，對化學(xué)工業(yè)及國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。隨著環(huán)氧丙烷用途的擴(kuò)大和下游產(chǎn)物用量的增長，使環(huán)氧丙烷市場的需求越來越大。
[0003]目前工業(yè)生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的方法主要有氯醇法、有聯(lián)產(chǎn)品的共氧化法(P0/SM法和Ρ0/ΜΤΒΕ法或Ρ0/ΤΒΑ法)和無聯(lián)產(chǎn)品的過氧化氫異丙苯法(CHP法)。氯醇法由于在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的含氯廢水，環(huán)境污染及設(shè)備腐蝕嚴(yán)重；有聯(lián)產(chǎn)品的共氧化法克服了氯醇法的污染和腐蝕等缺點(diǎn)，但流程長、投資大、聯(lián)產(chǎn)物多，聯(lián)產(chǎn)品市場在一定程度上影響了環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)。CHP法由于污染小且沒有聯(lián)產(chǎn)品生成已成為環(huán)氧丙烷生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展方向。
[0004]在固定床催化劑層的存在下由過氧化氫異丙苯(CHP)和丙烯制備環(huán)氧丙烷化合物的技術(shù)是已知的，主要包括三個反應(yīng)過程:(1)異丙苯空氣氧化制過氧化氫異丙苯；(2)CHP與丙烯在多相催化劑存在下發(fā)生環(huán)氧化反應(yīng)生產(chǎn)環(huán)氧丙烷(P0)和ct，ct-二甲基芐醇(DMBA) ； (3)DMBA與H2在催化劑存在下發(fā)生氫解反應(yīng)生成異丙苯，異丙苯循環(huán)到氧化工序生產(chǎn)CHP。為提高CHP的轉(zhuǎn)化率，通常使丙烯過量，如η (丙烯)/n (CHP)的摩爾比為5?20，因此反應(yīng)產(chǎn)物里有大量過量的丙烯，為提高環(huán)氧化效率和減少P0的精制負(fù)荷，要求將反應(yīng)產(chǎn)物中的丙烯進(jìn)行循環(huán)利用，且循環(huán)丙烯需要較高的純度，脫除必要的雜質(zhì)，同時避免惰性組分在循環(huán)系統(tǒng)中累積。
[0005]文獻(xiàn)CN1505616A公開了一種環(huán)氧丙烷的制備方法，包括使丙烯與氫過氧化枯烯在催化劑存在下反應(yīng)得到環(huán)氧丙烷的步驟，和使上述反應(yīng)步驟得到的反應(yīng)混合物進(jìn)行蒸餾并從蒸餾塔頂回收未反應(yīng)的丙烯的步驟，其中蒸餾塔的塔釜溫度設(shè)為200°C或更低。該方法中，塔釜出粗P0產(chǎn)品，塔頂出丙烯。由于P0具有熱敏性，一般工業(yè)生產(chǎn)控制塔釜溫度不高于130°C，即限定了精餾塔的操作壓力，造成塔頂操作溫度低于40°C以下，無法采用常規(guī)的冷卻水做冷劑，需使用大量更低溫度的冷劑進(jìn)行丙烯的冷凝回收，造成工業(yè)操作的困難，能

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)存在能耗高的問題，提供一種新的環(huán)氧丙烷生產(chǎn)方法。該方法具有能耗低，丙烯回收率高，丙烷脫除徹底，環(huán)氧丙烷產(chǎn)品收率高，設(shè)備投資省，流程簡單，工業(yè)化實(shí)施性強(qiáng)的特點(diǎn)。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:一種環(huán)氧丙烷生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
[0008]a)原料過氧化氫異丙苯和丙烯在反應(yīng)器中反應(yīng)生成含α，α -二甲基芐醇、異丙苯、環(huán)氧丙烷、丙烯和丙烷的液相物流；
[0009]b)所述含α，α - 二甲基芐醇、異丙苯、環(huán)氧丙烷、丙烯和丙烷的液相物流進(jìn)入閃蒸罐，罐頂?shù)玫降谝惠p組分物流，罐底得到第一重組分物流；
[0010]c)所述第一輕組分物流進(jìn)入高壓丙烯回收塔，分離后，塔頂?shù)玫降诙p組分物流，塔釜得到第二重組分物流；所述第二重組分物流外排；
[0011]d)所述第一重組分物流進(jìn)入低壓丙烯回收塔，分離后，塔頂?shù)玫降谌p組分物流，塔釜得到第三重組分物流；所述第三重組分物流外排；
[0012]e)所述第二輕組分物流分為兩部分，其中的一部分進(jìn)入脫丙烷塔，分離后，塔頂?shù)玫降谒妮p組分物流，塔釜得到含丙烷的第四重組分物流；所述第四重組分物流外排；
[0013]f)所述第二輕組分物流中除去進(jìn)入脫丙烷塔的部分、所述第三輕組分物流、以及所述第四輕組分物流循環(huán)回反應(yīng)器。
[0014]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述高壓丙烯回收塔的操作壓力以表壓計(jì)為0.1?
1.0MPa，所述低壓丙烯回收塔的操作壓力以表壓計(jì)為0.1?0.3MPa。更優(yōu)選地，所述高壓丙烯回收塔的操作壓力以表壓計(jì)為0.5?0.9MPa，所述低壓丙烯回收塔的操作壓力以表壓計(jì)為 0.15 ?0.25MPa。
[0015]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述原料過氧化氫異丙苯是由異丙苯氧化得到的，是過氧化氫異丙苯和異丙苯的混合物；所述混合物中，過氧化氫異丙苯的重量百分比濃度為20 ?80%。
[0016]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述含α，α-二甲基芐醇、異丙苯、環(huán)氧丙烷、丙烯和丙烷的液相物流中，以重量百分比計(jì)，α，α-二甲基芐醇的含量為19?50%，異丙苯的含量為10?70%,環(huán)氧丙燒的含量為5?20%,丙烯的含量為5?60%,丙燒的含量為0?10%ο
[0017]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述高壓丙烯回收塔塔頂操作溫度為-30?20°C，塔釜操作溫度為45?120°C，理論塔板數(shù)為10?50。
[0018]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述低壓丙烯回收塔塔頂操作溫度為-30?-16°C，塔釜操作溫度為85?120°C，理論塔板數(shù)為10?50。
[0019]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，閃蒸罐的操作溫度為10?120°C，操作壓力以表壓計(jì)為0.1 ?5.0MPa ο
[0020]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，脫丙烷塔操作壓力以表壓計(jì)為1.5?2.5MPa，塔頂操作溫度為40?65°C，塔釜操作溫度為40?65°C，理論塔板數(shù)為10?80。
[0021]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第二輕組分物流進(jìn)入脫丙烷塔的分流部分是所述第二輕組分物流重量的0.1?0.5。
[0022]本發(fā)明方法中，過氧化氫異丙苯與丙烯的環(huán)氧化反應(yīng)是為本領(lǐng)域所熟知的。一般地，反應(yīng)溫度為40?120°C，反應(yīng)壓力為3.5?6.8MPa，丙烯/CHP摩爾比為5?20，CHP空速為0.2?1.2小時\所用的催化劑可為含鈦的二氧化硅分子篩催化劑。
[0023]本發(fā)明方法中的丙烯回收采用含閃蒸罐、高壓丙烯回收塔、低壓丙烯回收塔和脫丙烷塔的丙烯回收精制工藝，液相環(huán)氧丙烷反應(yīng)產(chǎn)物首先通過閃蒸罐進(jìn)行初步的分離，絕大部分的丙烯閃蒸成氣相。閃蒸得到的含少量環(huán)氧丙烷的丙烯氣相送入高壓丙烯回收塔進(jìn)行精制，塔頂?shù)玫礁呒兌鹊谋?原料中50?98重量％的丙烯在此得到回收)，塔釜得到環(huán)氧丙烷重組分。由于高壓丙烯回收塔塔釜不含異丙苯和DMBA，在控制塔釜溫度不超過120°C情況下，可以將塔壓提高，使得塔頂可以使用較高溫度的冷劑來冷凝高純度丙烯。同時，從塔頂回收的丙烯中分出一部分送入脫丙烷塔分離，以脫除新鮮丙烯帶入反應(yīng)循環(huán)系統(tǒng)的丙烷雜質(zhì)。閃蒸罐底的液相反應(yīng)產(chǎn)物還剩少量的丙烯需回收利用，因此送入低壓丙烯回收塔繼續(xù)進(jìn)行精制。采用本發(fā)明方法，環(huán)氧化產(chǎn)物中50?98重量％的丙烯通過閃蒸罐和高壓丙烯回收塔得到了回收，減少了低壓丙烯回收塔的進(jìn)料量。因此，高壓丙烯回收塔塔頂可采取較高溫度的冷劑進(jìn)行丙烯的冷凝回收即可，只有低壓丙烯回收塔塔頂需采用更低溫度的冷劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，可減少能耗55%。此外，采用本發(fā)明方法，保證了丙烯與過氧化氫異丙苯環(huán)氧化反應(yīng)中未反應(yīng)完全的丙烯和環(huán)氧丙烷產(chǎn)品的分離，并且脫除了原料丙烯中帶進(jìn)系統(tǒng)的惰性組分丙烷，回收的丙烯可循環(huán)回丙烯環(huán)氧化反應(yīng)系統(tǒng)做反應(yīng)原料，既保證了丙烯的收率(可達(dá)99.9%)，同時保證了循環(huán)丙烯的純度要求(可達(dá)95%)和PO產(chǎn)品的收率(可達(dá)99.9% )，流程簡單，設(shè)備投資省，取得了較好的技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明方法流程示意圖。
[0025]圖1中，I為反應(yīng)器，II為閃蒸罐，III為高壓丙烯回收塔，IV為低壓丙烯回收塔，V為脫丙烷塔，1為CHP原料，2為新鮮丙烯，3為含α, α - 二甲基芐醇、異丙苯、環(huán)氧丙烷、丙烯和丙烷的液相物流，4為閃蒸罐頂氣相產(chǎn)物(第一輕組分物流，主要含丙烯、丙烷和環(huán)氧丙烷)，5為閃蒸罐底液相產(chǎn)物(第一重組分物流，主要含α，α-二甲基芐醇、異丙苯、環(huán)氧丙烷和丙烯)，6為高壓丙烯回收塔塔頂物流(第二輕組分物流，主要含丙烯和丙烷)，7為高壓丙烯回收塔塔釜物流(第二重組分物流，含環(huán)氧丙烷)，8為高壓丙烯回收塔塔頂物流中進(jìn)入脫丙烷塔的分流部分，9為脫丙烷塔塔釜丙烷物流(第四重組分物流)，10為脫丙烷塔塔頂回收丙烯(第四輕組分物流)，11為低壓丙烯回收塔塔頂回收丙烯(第三輕組分物流)，12為低壓丙烯回收塔塔釜物流(第三重組分物流，主要含α，α-二甲基芐醇、異丙苯、環(huán)氧丙烷，原料中10?90的Ρ0在此分離)。
[0026]圖1中，原料過氧化氫異丙苯1、新鮮丙烯2和循環(huán)丙烯8、10、11在反應(yīng)器I中反應(yīng)生成含環(huán)氧丙烷、丙烯和丙烷的液相物流3。物流3送入閃蒸罐II進(jìn)行分離，閃蒸罐頂?shù)玫降臍庀喈a(chǎn)物4送入高壓丙烯回收塔II